Универсальный испытательный стенд предназначен для проведения динамических испытаний пневматических шин под нагрузкой как серийно выпускаемых шин, так и разрабатываемых новых моделей. Все испытания проводятся в автоматическом режиме, одновременно ведется учет следующих параметров:
- нагрузка на шину;
- линейная скорость бегового барабана;
- динамический радиус шины;
- температура в камере;
- продолжительность испытаний;
- пройденный шиной путь;
- другие вспомогательные параметры.
Специалистами ОАО “Белшина” был спроектирован механический каркас стенда. Основной частью стенда является беговой барабан, приводимый в движение электродвигателем посредством ременной передачи. Беговой барабан изготовлен на высокоточном оборудовании, чтобы исключить биение при вращении. Стенд является двухпозиционным, т.е. одновременно можно испытывать две шины. Нагрузка на шину каждой позиции передается через гидроцилиндр. Для поддержания точного давления нагрузки на шину заказчиком была спроектирована установка пропорциональных распределителей расхода. Для каждой позиции нагрузка создается разными гидростанциями с максимальными давлениями 2 и 10 т.
Предполагаемому исполнителю работ требовалось подобрать электропривод для управления стендом. Предыдущие стенды эксплуатировались с двигателем постоянного тока. Пожеланием заказчика было использование электропривода на базе частотно-регулируемого преобразователя с асинхронным электродвигателем переменного тока.
После победы на конкурсе наша компания приступила к проектированию системы управления. В результате расчета было принято решение использовать частотно-регулируемый привод переменного тока Omron серии RX в связке с асинхронным электродвигателем производства ОАО “ВЭМЗ”. По спецзаказу в течение одного месяца был изготовлен и поставлен электродвигатель с усиленными подшипниками в связи с использованием ременной передачи и повышенной нагрузки на вал.
Основным элементом системы управления является ПЛК Omron серии CJ. С помощью панели оператора Weintek происходит параметрирование и метрологическая калибровка стенда. Рабочее место оператора оснащено промышленным персональным компьютером NISE-104. Работа стенда предполагает ведение большого количества отчетности и архивов. Программное обеспечение написано на языке программирования C#.
В процессе запуска пришлось доработать систему управления гидроцилиндром, т.к. первоначальный вариант регулирования расхода не позволял удерживать постоянную нагрузку в требуемом диапазоне. Для этого были добавлены редукционные пропорциональные клапаны серии RZGO-AE. В итоге система регулирования стала работать в режиме поддержания заданного давления.
После проведения метрологической аттестации стенд введен в промышленную эксплуатацию.
В процессе данной работы был получен бесценный опыт по внедрению АСУ испытательных стендов, к которым предъявляются повышенные требования к точности измерения и управления. Изучены методы поддержания точного давления на шину нагрузкой от килограммов до тонн. Реализована принципиально новая схема управления гидроцилиндрами данного стенда.
Немаловажным является и тот факт, что проектирование и изготовление стенда, по словам Заказчика, обошлось в 2-3 раза дешевле в сравнении со стоимостью аналогичного оборудования импортного производства.
В будущем при проектировании новых испытательных стендов, на наш взгляд, необходимо использовать гидростанции пропорционального управления с регулируемым типом насосов, гидроаккумуляторы, гидрораспределители пропорционального давления с датчиком обратной связи и цифровым модулем управления.
Также считаем необходимым внедрять внутрицеховую единую систему регистрации для всех испытательных стендов, позволяющую техническому персоналу в режиме реального времени наблюдать за процессом испытания шин и анализировать результаты проведенных испытаний в разные периоды, на основании которых вносить изменения в рецептуру изготовления шин.